1.1 UG 模具设计常用工具命令

1.1.1 UG NX 10.0 工作界面

UG NX 10.0版本默认工作界面如图1-1所示，其工具命令按钮集成在各个功能区中。应用UG软件进行注塑模具设计时，经常采用UG的经典用户界面，把常用工具命令放到工具栏中，再结合快捷键对常用工具进行快速调用。用户也可单击菜单“文件”→“实用工具”→“用户默认设置”，打开“用户默认设置”对话框，然后选择“基本环境”→“用户界面”→“布局”，单击“仅经典工具条”即可，如图1-2所示。设置完成的经典工作界面如图1-3所示。

提示：UG NX 10.0的默认工作界面相比8.0及以前的版本发生了较大变化。本书内容的编写采用软件的经典工作界面，操作系统采用Windows 7系统。

1.1.2 UG 模具设计常用工具

本小节分别对UG NX 10.0菜单中有关模具设计的常用工具进行介绍。用户可将UG模具设计常用工具分类放置于工具栏中，便于使用时快速选择。

一、“文件”菜单

1.导出

单击菜单“文件”→“导出”，在“导出”下拉菜单中，UG与其本身及其他软件的常用数据交换格式有：部件（P）、Parasolid、IGES、STEP等。

部件（P）文档：即Prt文档，用于UG同版本文档的调用。

Parasolid文档：即x_t文档，用于导出低版本的UG文档。

IGES文档：为3D软件通用的数据格式，它以面的形式进行数据交换。

STEP文档：为UG与Pro/E、Solidworks等软件之间的数据交换，以体的形式进行。

2.导入

UG对文档的“导入”是“导出”的逆操作，其操作方法与导出一样。

二、“编辑”菜单

“编辑”菜单中的常用命令有：复制显示、对象显示、显示和隐藏、移动对象、变换、移除参数、扩大曲面。

1.复制显示

“复制显示”工具即抓图功能，用于抓取图形窗口的图像，主要用于制作PPT文档，与客户进行交流。

2.对象显示（Ctrl+J）

“对象显示”工具用于区分部件的颜色、设置部件的透明度及面的透明度等。

【例1-1】 面的透明度设置

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex1.prt文件。

2）选择菜单“编辑”→“对象显示”命令，或单击工具栏中的“编辑对象显示”工具按钮，系统弹出如图1-4a所示的“类选择”对话框，在“过滤器”分组中单击“类型过滤器”按钮，系统弹出如图1-4b所示的“按类型选择”对话框，选择“面”选项，单击该对话框中的“确定”按钮，系统返回到“类选择”对话框。选择图1-4c中箭头指示的面，然后单击“类选择”对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图1-4d所示的“编辑对象显示”对话框，拖动“透明度”滑块至合适位置，显示效果如图1-4e所示。

对部件的面做透明度设置，主要用于观察较复杂模具部件内部的结构，如模芯内部的水道（水路）、螺纹孔、镶件、顶针孔等。

3.显示和隐藏

选择菜单“编辑”→“显示和隐藏”命令，其下拉菜单中显示如图1-5所示的关于“显示和隐藏”的多个命令。日常工作中常需要结合快捷键进行部件的快速隐藏、反隐藏及全部显示等操作。

“隐藏”〈Ctrl+B〉和“反转显示和隐藏”〈Ctrl+Shift+B〉两个工具结合使用，可快速显示模具装配体中的某个部件，例如，要快速单独显示模芯，可在选择模芯后，按〈Ctrl+B〉快捷键进行隐藏，再按〈Ctrl+Shift+B〉进行反隐藏。

“全部显示”〈Ctrl+ Shift+U〉工具用于将所有部件全部显示于图形窗口中，但此时用图层工具关闭的部件将不会显示。

4.移动对象（Ctrl+T）

“移动对象”工具用于对所选对象的移动或复制，“移动对象”对话框“变换”分组中的常用选项如图1-6箭头所示，包括距离、角度、点到点、CSYS到CSYS等。

距离：对所选对象沿规定的矢量方向进行移动或复制。

角度：对所选对象绕规定的旋转轴进行移动或复制。

点到点：对所选对象由起点向终点进行移动或复制。

CSYS到CSYS：对所选对象由起始坐标向终点坐标进行移动或复制。

5.变换

“变换”工具在模具设计中常用于对部件进行镜像复制。

【例1-2】 螺钉的变换镜像

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex2.prt文件。

2）选择菜单“编辑”→“变换”命令，或单击工具栏中的“编辑对象显示”工具按钮，系统弹出如图1-7所示的“变换”对话框，选择箭头指示的螺钉部件，单击“确定”按钮。

3）系统弹出如图1-8a所示的“变换”对话框，选择“通过—平面镜像”选项，单击“确定”按钮，系统弹出如图1-8b所示的“刨”对话框。在“刨”对话框的“类型”下拉列表中选择“YC-ZC平面”，单击该对话框中的“确定”按钮。

4）系统弹出如图1-8c所示的“变换”对话框，选择“复制”选项，最后单击该对话框中的“取消”按钮即可。通过“变换”复制的螺钉如图1-8d箭头所示。

6.移除参数

“移除参数”工具在模具设计中主要用于使用“修剪体”“拆分体”和“修剪的片体”等修剪类工具后的移除关联参数操作。

选择菜单“编辑”→“特征”→“移除参数”命令，或在工具栏中单击“移除参数”按钮，弹出如图1-9a所示的“移除参数”对话框。选择要移除参数的对象后，单击“移除参数”对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图1-9b所示的“移除参数”信息提示框，再单击“是”按钮，即可移除所选对象的参数。

7.扩大曲面

选择菜单“编辑”→“曲面”→“扩大”命令，或在工具栏中单击“扩大”按钮，即可调用该工具。“扩大曲面”工具主要用于创建分型片体。

三、“视图”菜单

“视图”菜单中的“编辑截面”工具主要用于检查胶位厚度是否均匀，前后模芯与产品是否有干涉，也可用于观察模具装配体各个零部件的装配情况。

【例1-3】 利用“编辑截面”工具查看胶位厚度的均匀性

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex3.prt文件。

2）选择菜单“视图”→“截面”→“编辑截面”命令，或在工具栏中单击“编辑截面”按钮，系统弹出如图1-10所示的“视图截面”对话框，在“截断面设置”分组中勾选“显示截断面”复选按钮，在“颜色选项”中选择“几何体颜色”。此时，可查看胶位厚度的均匀性。模具装配体的截面显示效果如图1-11所示。

四、“插入”菜单

1.拉伸

“拉伸”工具在模具设计中应用频率较高，主要用于选择产品分型线后沿矢量方向拉伸创建分型面。

2.抽取几何特征

“抽取几何特征”工具主要用于抽取产品体的面，然后创建分型面。常结合颜色过滤器快速抽取产品体的多个面。

【例1-4】 利用“抽取几何特征”工具快速抽取面

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex4.prt文件。

2）选择菜单“分析”→“模塑部件验证”→“检查区域”命令，系统弹出如图1-12a所示的“检查区域”对话框，单击“计算”选项卡，保持脱模方向为“ZC”方向。

3）以不同颜色区分型芯面（前模面）和型腔面（后模面），操作步骤如图1-12b所示。

4）在“检查区域”对话框“区域”选项卡“指派到区域”分组中选择“型芯区域”单选按钮，选择如图1-12c箭头所示产品破孔的侧面（共8个面），单击对话框中的“应用”按钮，将产品破孔的侧面指派给型芯区域。完成区域颜色指定后，型芯区域全部以蓝色显示，型腔区域全部以黄色显示，如图1-12d所示。

5）选择菜单“插入”→“关联复制”→“抽取几何特征”命令，或单击工具栏中的“抽取几何特征”按钮，系统弹出如图1-13a所示的“抽取几何特征”对话框，在“类型”下拉列表中选择“面”选项，在“面选项”下拉列表中选择“单个面”。

6）选择如图1-13b所示的“颜色过滤器”，系统弹出如图1-13c所示的“颜色”对话框，面的选取按照图示操作步骤进行。首先单击“取消选择所有颜色”按钮，再单击“从对象继承”按钮，选择箭头所示的产品外观面的其中一个面，单击“颜色”对话框中的“确定”按钮，然后框选整个产品体（图1-13d）。最后单击“抽取几何特征”对话框中的“确定”按钮，隐藏产品体后，抽取的产品体外观面（型腔面）如图1-13e所示。

3.缝合

“缝合”工具主要用于将多个片体缝合成一张曲面，用来创建分型面。选择菜单“插入”→“组合”→“缝合”命令，或单击工具栏中的“缝合”按钮，即可调用该工具。

4.合并、减去、相交

合并、减去、相交三个工具分别对应求和、求差、求交三个布尔运算命令。在模具设计中，“减去”工具应用广泛，可用于实体求差实体、实体求差片体。选择菜单“插入”→“组合”，在弹出的下拉菜单中即可选择这三个工具，如图1-14a所示。

5.修剪类工具

选择菜单“插入”→“修剪”，即可弹出修剪类工具的下拉菜单，如图1-14b所示。其中，“修剪体”“拆分体”“修剪片体”“修剪与延伸”和“延伸片体”5个工具应用较多。“修剪体”工具常用于对模具的模仁进行尺寸修剪优化，“拆分体”工具常用于利用分型曲面拆分工件得到型芯和型腔，“修剪片体”工具常用于利用曲线或片体区修剪片体，“延伸片体”工具常用于创建分型面。

提示：UG NX 10.0版本将UG NX 8.0版本的“修剪与延伸”工具拆分为“修剪与延伸”和“延伸片体”两个工具。

【例1-5】 利用“拆分体”工具创建型芯和型腔

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex5.prt文件。

2）选择菜单“插入”→“修剪”→“拆分体”命令，或单击工具栏中的“拆分体”按钮，系统弹出如图1-15a所示的“拆分体”对话框，选择工件为目标体，选择分型面为工具体，单击对话框中的“确定”按钮。

3）选择菜单“编辑”→“特征”→“移除参数”命令，单击选择工件，移除参数。拆分完成后的型腔如图1-15b所示。

4）将产品体显示出来，选择菜单“插入”→“组合”→“减去”，系统弹出“求差”对话框。选择图1-15c箭头指示的部件为目标体，选择产品体为工具体，单击对话框中的“确定”按钮。

5）对上述步骤4的操作移除参数，隐藏产品体后得到的型芯如图1-15d所示。

【例1-6】 利用“延伸片体”工具创建分型面

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex6.prt文件。

2）选择菜单“插入”→“关联复制”→“抽取几何特征”命令，系统弹出“抽取几何特征”对话框。选择图1-16a所示产品体底面的边缘面，单击对话框中的“确定”按钮，抽取的面如图1-16c所示。

3）选择菜单“插入”→“组合”→“缝合”命令，框选如图1-16b所示的面，将其缝合。

4）选择菜单“插入”→“修剪”→“延伸片体”命令，或单击工具栏中的“延伸片体”按钮，系统弹出如图1-17a所示的“延伸片体”对话框，在“限制”分组的“偏置”文本框中输入30，选择箭头指示的第一条边线，片体将沿边线的曲率方向延伸。依次选择其余边线，延伸的片体如图1-17b所示。

5）将产品体显示，并修改其颜色为黄色。选择菜单“插入”→“组合”→“减去”，系统弹出“求差”对话框。选择如图1-17c箭头指示的延伸片体为目标体，选择产品体为工具体，单击对话框中的“确定”按钮，得到的外围分型片体如图1-17d所示。

6.缩放体

“缩放体”工具用于对产品设置收缩率。选择菜单“插入”→“偏置/缩放”→“缩放体”命令，或单击工具栏中的“缩放体”按钮，即可调用该工具。

7.偏置面

“偏置面”工具用于对实体部件局部细节尺寸进行快速修改。选择菜单“插入”→“偏置/缩放”→“偏置面”命令，或单击工具栏中的“偏置面”按钮，即可调用该工具。

8.修补开口

“修补开口”工具用于对产品体较复杂的破孔进行片体修补。选择菜单“插入”→“曲面”→“修补开口”命令，或单击工具栏中的“修补开口”按钮，即可调用该工具。

9.网格曲面

“通过曲线网格”和“N边曲面”工具可以用来创建网格曲面，在模具设计中主要用于创建分型片体或修补产品体的破孔。选择菜单“插入”→“网格曲面”→“通过曲线网格”或“N边曲面”，即可调用该工具。

10.管道

“管道”工具可用于创建模具的冷却水路或流道。选择菜单“插入”→“扫掠”→“管道”命令，或单击工具栏中的“管道”按钮，系统弹出如图1-18所示的“管道”对话框。在创建水路或流道时，常先创建水路或流道的实体，再与模仁求差，故在对话框的“横截面”分组的“内径”文本框中输入0。

11.同步建模工具

在同步建模工具中常用的是“替换面”和“删除面”工具。“替换面”工具在模具设计中可用于对部件实体进行局部修改，应用非常灵活；“删除面”工具可删除部件实体的孔或倒圆角的面。选择菜单“插入”→“同步建模”→“替换面”或“删除面”，即可调用该工具。

五、“格式”菜单

1.图层

“图层”工具在模具设计中主要用于对模具零部件进行管理，可将不同类别的部件放于不同的图层中，方便快速显示和隐藏。图层常用的三个工具是图层设置、复制至图层和移动至图层。

（1）图层设置

“图层设置”工具的主要功能是打开或关闭图层、重命名图层，用于对模具部件的管理。

【例1-7】 图层设置

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex7.prt文件。

2）选择菜单“格式”→“图层设置”，或单击工具栏中的“图层设置”按钮，系统弹出图1-19a所示的“图层设置”对话框。

3）在对话框“图层”分组的“名称”列表中可勾选或取消勾选某个图层，对该层中的部件进行显示或隐藏。选中某个图层，如100层，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“重命名类别”，可对该图层进行重命名，如图1-19b所示。右击81层，选择“添加类别”→“新建类别”，可对81层新建一个图层类别并重命名。

（2）复制至图层

“复制至图层”工具用于将对象从一个图层复制到另一个图层，常用于对部件或产品体的备份。

（3）移动至图层

“移动至图层”工具用于将对象从一个图层移动到另一个图层，常用于对模具零部件的归类管理。

2.坐标系

UG系统中坐标系有三类：工作坐标系（WCS）、基准坐标系和绝对坐标系。工作坐标系只有一个，三条坐标轴以XC、YC、ZC表示，可对工作坐标系进行移动、旋转操作。基准坐标系的三条坐标轴以X、Y、Z表示，建模过程中可建立多个基准坐标系。系统的绝对坐标系并没有显示，其位于软件第一次打开时工作坐标系所在的位置。

选择菜单“格式”→“WCS”，在其下拉菜单中有如图1-20所示的命令。其中，“动态”坐标使用灵活，在图形窗口中双击WCS坐标系，其将成为动态模式，可对其进行移动、旋转等操作；“WCS设置为绝对”命令可使当前的WCS工作坐标系回到系统的绝对坐标原点位置。

模具坐标系一般设置在系统的绝对坐标原点位置，可使用“WCS设置为绝对”命令使当前的WCS坐标系回到系统绝对坐标原点位置。

【例1-8】 型芯枕位的优化

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex8.prt文件。

2）选择菜单“格式”→“WCS”→“动态”，或单击工具栏中的“WCS动态”按钮，此时WCS坐标系变为动态模式，抓取如图1-21a箭头指示的边线端点放置WCS坐标系，结果如图1-21b所示。

3）选择菜单“插入”→“修剪”→“拆分体”命令，系统弹出“拆分体”对话框。目标体选择型芯实体，在对话框“工具”分组的“工具选项”中选择“新建平面”选项，在“指定平面”选项中选择“XC-YC”平面。单击对话框中的“应用”按钮，完成型芯的拆分。

4）对拆分后的型芯移除参数。选择“拆分体”命令，按照上述步骤3的操作，选择“YC-ZC”平面作为“工具体”并在“距离”文本框中输入10，如图1-22a所示。单击“拆分体”对话框中的“应用”按钮。

5）删除图1-22b箭头指示的实体，然后应用“合并”工具对图1-22c箭头指示的两个实体进行合并。

6）选择菜单“格式”→“WCS”→“WCS设置为绝对”命令，将WCS坐标系移动到绝对坐标原点处。

六、“分析”菜单

1.斜率分析

对产品进行斜率分析的目的是区分前模面（型腔面）和后模面（型芯面），获取分型线，进而创建分型面。

【例1-9】 产品斜率分析

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex9.prt文件。

2）选择菜单“分析”→“形状”→“斜率”，系统弹出如图1-23所示的“面分析-斜率”对话框。按照图1-23a所示步骤进行参数设置，注意“矢量方向”选择“+ZC”方向，即产品顶出方向。

3）产品斜率分析完成后，以不同颜色显示（图1-23b），默认红色面表示前模面，蓝色面表示后模面，绿色面表示与“ZC”方向平行的面，可根据设计要求对绿色面进行拔模处理。

2.检查几何体

“检查几何体”工具主要用于观察分型片体缝合后的边界是否通过检查，也可用于检查缝合片体是否存在破面。

【例1-10】 检查几何体

操作步骤

1）打开配套资源中的ch01/ch01_1/ex10.prt文件。

2）选择菜单“分析”→“检查几何体”，系统弹出如图1-24所示的“检查几何体”对话框，按照图1-24a所示步骤进行操作。

3）单击对话框“操作”分组中的“信息”按钮，可查看分析结果，如图1-24b所示，当前信息显示片体缝合成功，片体与片体之间未出现红色边界指示或红点。同时，图1-24a所示对话框中显示的检查后状态表明，“面相交”和“自相交”为通过。

如果在图1-24c箭头指示的两个片体边界处出现红点，则表明片体缝合不成功，可能片体与片体之间间隙较大，需要修补。

3.模具部件验证

“模具部件验证”工具主要用于分析产品体，以不同颜色区分前模面和后模面，便于抽取分型片体。该工具的操作可参考例1-4。

七、注塑模工具

选择“启动”→“所有应用模块”→“注塑模向导”，系统弹出如图1-25所示的“注塑模向导”工具栏，单击“注塑模工具”按钮，弹出“Mold Tools”（注塑模工具）对话框。其中“创建方块”和“坯料尺寸”两个工具最为常用。

单击“创建方块”按钮，系统弹出如图1-26所示的“创建方块”对话框，在“类型”下拉列表中有“中心和长度”“有界长方体”和“有界圆柱体”三个选项，其中“有界长方体”选项最为常用，该工具用于对产品破孔进行实体修补。

“坯料尺寸”工具可快速测量一个实体的长、宽、高尺寸。单击“坯料尺寸”按钮，系统弹出如图1-27所示的“坯料尺寸”对话框，选择要测量的实体后，在对话框中可快速读取所选实体的X、Y、Z三个方向的尺寸。